JP5102385B2 - コンプライアントピン制御モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Description

本出願は、２００６年６月３０日に出願された米国仮出願番号６０／８１８，０９１号に対する優先権を主張するものであり、この仮出願の全体を本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。

本発明は、一般に、電子制御モジュールを対象とする。より詳細には、本発明は、プリント回路基板（ＰＣＢ）と接続するためのコンプライアントピン接点又は端子を有する電子制御モジュール及び係る制御モジュールの製造方法を対象とする。さらに、具体的には、本発明は、ダイキャストハウジングを具備する制御モジュールを対象とし、このダイキャストハウジングは、モジュールをＰＣＢに接続するためのコンプライアントピン接点を備えたコネクタを収容する少なくとも１個の開放ベイ領域を有する。

典型的なダイキャストモジュールは、接点をＰＣＢに接続するためにはんだ付を必要とするワイヤ接点を有する。はんだ付は高価であり、環境破壊と関連する危険があり、また、時間の経過とともにクラックが生じやすい。コンプライアントピン接点は、ＰＣＢとの簡単なプレス嵌（ば）め又は干渉接続を必要とする。ダイキャストモジュールへのコンプライアントピン接点の取付は、これまで商業的に実現することができなかった。今回の手法で認識され、取組まれてきた一問題は、大量生産されたダイキャストハウジングに固有の一定レベルのばらつきであり、このばらつきによって、適切で一貫した動作を行うことが必要なコンプライアントピンの正確な配置が妨げられる。ＰＣＢをダイキャストハウジングに取付ける際にＰＣＢ上でコンプライアントピンのＰＣＢ接続端をセンタリングしなければならないので、正確な配置が必要である。一体化制御モジュール（すなわち、最終使用時に後でＰＣＢを追加するためのコンプライアントピンコネクタを備えた事前組立済制御モジュール）を提供する際に生じる他の問題は、一体化制御モジュールの各構成要素が最終的な一体化制御モジュールの公差のばらつきをもたらすことである。ＰＣＢに結合するためにコンプライアントピン端子を正確に配置するにあたっては比較的狭い公差が必要とされるため、コンプライアントピンコネクタを制御モジュールハウジングに一体化すると、実行可能な解決策を妨げる。

特許文献１を本明細書の一部を構成するものとしてここに援用するが、この特許文献１は、２個の直角電気コネクタを具備するモジュールを開示している。このモジュールハウジングは、プラスチック壁で組立てられた箱構造である。直角コネクタは、接点結合端にあるコネクタ位置合せ部材と、コンプライアントピン端の押肩部（push shoulder ）と係合する止め肩部（stop shoulder ）を有するプラスチック製のピン位置合せ板とによって支持される。ＰＣＢをコンプライアントピン端に取付けるために加えられる力はすべて、プラスチック製のピン位置合せ板に伝わる。

本開示は、コンプライアントピンコネクタを具備する制御モジュールが、自動車用途や車両用途等の過酷な環境で見られる熱、水分及び振動に耐えることができる手法を提供する。この手法の一形態では、コンプライアントピン端子又は接点を有する直線的コネクタが、露出した端子部分を封止することができるように、ダイキャストモジュールハウジング上の特定の基準点に対して高精度でほぼ永久的に位置決めされる。この様相では、コンプライアントピン端子上の押肩部がコネクタやシュラウドハウジングと独立して支持され、押肩部とダイキャストハウジングの特定の場所を基準にして端子を位置決めすることによって、コネクタが変形し、その結果、端子の位置がずれる恐れなしに、ＰＣＢとの確実な電気的係合が保証される。また、本開示は、そのような制御モジュールの製造方法を提供する。

米国特許第６，７７３，２７２号

本開示の手法の一形態では、制御モジュールが提供される。該制御モジュールは、反対側にある第１及び第２の側面と、それらの側面を貫通するベイとを備えたモジュールハウジングと、ベイを貫通してモジュールハウジングに取付けられたコネクタとを有する。該コネクタは、プリント回路基板側と嵌（かん）合側を備えるハウジングと、プリント回路基板側のコアと、複数の導電性端子とを備える。コアは、反対側の第１及び第２の開口を備えた通路を有する。第１の開口は、ハウジングのプリント回路基板側に位置決めされ、第２の開口は、ハウジングの嵌合側に位置決めされる。各導電性端子は、通路のうちの１個を貫通し、かつ、プリント回路基板の孔（あな）に挿入するために一方端にあるコンプライアントピン部分と、相補的コネクタの開口に挿入するために他方端にある接点部分とを有する。コンプライアントピン部分は、第１の開口からプリント回路基板側に向って延在し、接点部分は、第２の開口からコネクタハウジングの嵌合側に向って延在する。

本開示の手法の他の形態では、電気コネクタが提供される。該電気コネクタは、プリント回路基板側及び嵌合側を有するハウジングと、プリント回路基板側のコアと、複数の導電性端子とを有する。コアは、反対側の第１及び第２の開口を備える複数の通路を有する。各導電性端子は、複数の通路のうちの１個を貫通し、所定の厚さを有するプリント回路基板の孔に挿入するために一方端にあるコンプライアントピン部分と、相補的コネクタの開口に挿入するために他方端にある接触部分とを備える。コンプライアントピン部分は、第１の開口からプリント回路基板側に向って延在し、接触部分は、第２の開口から嵌合側に向って延在する。

本開示の手法の他の形態では、制御モジュールを製造する方法が提供される。該方法は、反対側の第１及び第２の側面と、それらの側面を貫通するベイとを備えた制御モジュールハウジングを提供するステップを含む。第２の側面は、少なくとも１個のパッドを備える。複数の端子を含むコネクタを提供する。各端子は、プリント回路基板の孔に挿入するために端子の一方端にあるコンプライアントピン部分と、相補的コネクタの開口に挿入するために端子の他方端にある接点部分と、それらの間の押肩部とを備える。各端子は、通路のうちの１個の通路を貫通し、その通路に固定される。上面を有するピン支持タワーと上面を有する少なくとも１本のポストとを備えた位置合せツールを提供する。これらの上面は、互いに垂直方向に所定の距離Ｘだけ離間される。コネクタを位置合せツール上に配置し、押肩部がピン支持タワー上に支持されるようにする。コネクタの制御モジュールハウジングへの取付は、コネクタがベイを貫通し、かつ、少なくとも１個のパッドが少なくとも１本のポストと接触するように制御モジュールハウジングとコネクタとを合体させるステップを含む。

本発明の他の形態、目的及び利点は、特に、本明細書に記載された様々な特徴の記載された組合せ及び記載されていない組合せ、並びに、添付図面と例に示された関連する情報を含む、本発明の好ましい実施形態に従った以下の説明から理解されるであろう。

本発明におけるコンプライアントピン制御モジュールの一実施形態の斜視図である。 各々がコンプライアントピンコネクタを収容することができる３個の空のベイを備えた、図１に示した制御モジュールハウジングの嵌合側の斜視図である。 図２に示した制御モジュールハウジングのプリント回路基板側の斜視図である。 シュラウドハウジングの一部分が切除された本発明のコネクタ、すなわち、シュラウド組立体の一実施形態の右側の斜視図である。 制御モジュールハウジングに取付けられたシュラウド組立体を示す、図１に示したコンプライアントピン制御モジュールの断面立面図である。 図４に示したシュラウド組立体の左側の斜視図である。 本発明のシュラウドハウジングのＰＣＢ側の一実施形態の斜視図である。 本発明のコンプライアントピン端子の一実施形態の斜視図である。 図８に示したコンプライアントピンの正面図である。 図８に示したコンプライアントピン端子の側面図である。 本発明の三つ叉（また）Ｕ字形コンプライアントピン接地端子の一実施形態の正面図である。 図１１に示したコンプライアントピン接地端子の側面図である。 図１１に示したコンプライアントピン接地端子の斜視図である。 本発明の三つ叉Ｕ字形コンプライアントピン接地端子の一実施形態の平面図である。 本発明の三つ叉Ｌ字形コンプライアントピン接地端子の一実施形態の平面図である。 本発明の三つ叉Ｕ字形コンプライアントピン接地端子の他の実施形態の斜視図である。 図７に示したシュラウドハウジングの嵌合側の立面図である。 コンプライアントピン開口又は通路内のコンプライアントピン端子及び接地ピン開口又は通路内の三つ叉Ｕ字形接地端子を示す、本発明のシュラウド組立体の一部分の断面立面図である。 シュラウド面とコンプライアントピン端子の押肩部との間の垂直距離を示す、本発明のコンプライアントピン制御モジュールの他の実施形態の断面立面図である。 本発明の位置合せツールの一実施形態の斜視図である。 図１７に示したコンプライアントピン制御モジュールの断面立面図であり、コンプライアントピン端子の押肩部と制御モジュールハウジングのパッドとの間の垂直距離と、制御モジュールハウジングのパッドとＰＣＢレッジ（ledge ）との間の垂直距離と、ＰＣＢレッジ上に置かれたＰＣＢの厚さを示す。

要求に応じて本明細書で本発明の詳細な実施形態を開示するが、開示した実施形態が、様々な形態で実施することができる本発明の単なる例であることを理解されたい。したがって、本明細書で開示する特定の詳細は、限定として解釈されるべきでなく、単に、特許請求の範囲の基礎として、また、本発明を実質的に任意の適切な方法で様々に利用するために当業者に教示する代表的な基礎として解釈されるべきである。

図１は、本発明のコンプライアントピン制御モジュール１０の一実施形態を示す。図２に示したハウジング１２は、それぞれのコネクタ２０、２２、２４を収容する３個のベイ１４、１６、１８を備え、それぞれのコネクタ２０、２２、２４は、図１に示されるように、多数のコンプライアントピン端子すなわち接点２１を備えることができる。制御モジュールハウジング１２は、モールド成形されたプラスチック、又は、金属又は合金によるダイキャストとすることができ、したがって、比較的低コストで製造することができる。制御モジュールハウジングは、意図された最終用途に適した任意の金属又はプラスチックで製造することができる。アルミニウム及び／又はアルミ合金がしばしば使用される。制御モジュールハウジングは、用途によってコネクタを収容するための１個以上のベイを備えることができる。例えば、図１には、コンプライアントピンシュラウド組立体としても知られる３個のコネクタ２０、２２、２４が示される。例示のために、本明細書では３個のコネクタシステムを示し説明するが、３個より少ないか又は多い数のコネクタも意図されていることを理解されたい。

図１及び２に示したハウジング１２の嵌合側２６は、相補的コネクタ（図示せず）がコネクタ２０、２２、２４と嵌合する側を参照するためにそのように名付けられた。また、ハウジング１２は、図３に示したＰＣＢ側２８を有し、ＰＣＢ側２８は、ハウジング１２のＰＣＢを取付けることができる面である。嵌合側２６は、放熱用の１組のフィン（図示せず）を備えることができ、ベイ１４、１６、１８はそれぞれ、シュラウド組立体をハウジング１２に取付けるために、ベイを取囲みハウジング１２の側２６から延出するリブ３２、３４、３６を備えることができる。取付については後で詳しく説明する。また、嵌合側２６は、適用することができる場合には、ハウジングの各角近くに４個のパッド３８を備えてもよい。該パッド３８は、一般に、モジュールハウジング１２の側面４２に対して実質的に直交する同一平面上にある。パッド３８は、１個以上のシュラウド組立体を正確に配置することによってコンプライアントピン端子２１をハウジング１２に対して正確に配置するための基準点として働くことができる。特に、パッド３８は、コンプライアントピン端子２１を特定の位置（後述する押肩部等）においてパッド３８から所定の垂直距離だけ離間させることによって、コンプライアントピン端子２１をモジュールハウジング１２内の特定の垂直高さに正確に配置することを可能にする。パッド３８が、ＰＣＢレッジ４０から所定の垂直距離になるように維持又は機械加工されるので、コンプライアントピン２１の正確な配置が実現される。

ＰＣＢ側２８は、ハウジング１２の周りにＰＣＢレッジ支持体４０を備えることができる。該ＰＣＢレッジ支持体は、１個以上のシュラウド組立体を正確に配置することによって、コンプライアントピン２１を正確に配置するための基準点を提供することができる。

次に、制御モジュールに取付けることができるコネクタ又はシュラウド組立体に移ると、制御モジュール１０が３個のコネクタ、又は、シュラウド組立体２０、２２、２４を有することが分かる。シュラウド組立体は、様々な数と配置のコンプライアントピン２１を備えるように設計することができる。図１に示されるように、シュラウド組立体２０は、５６本のコンプライアントピン２１を有する５６ピンコンプライアントピンシュラウド組立体であり、シュラウド組立体２２、２４は、７３ピンコンプライアントピンシュラウド組立体であり、それぞれ７２本のコンプライアントピン端子２１と１本の三つ叉コンプライアントピン接地端子２３とを有する。

シュラウド組立体２２、２４が両方とも同数のコンプライアントピン端子２１とコンプライアントピン接地端子２３を有しているが、各シュラウドハウジングのキー係合構造は異なっている場合もある。シュラウド組立体２２の次の説明は、特定用途の特定の結合構造を有するシュラウドハウジングについてのものであるが、用途によって異なる他の結合構造を提供することができることを理解されよう。それ以外の点では、以下の説明は、シュラウド組立体２０が異なる数のコンプライアントピン端子２１を備え、かつ、三つ叉コンプライアントピン接地端子２３がないことを除き、シュラウド組立体２０、２４にも同じように適用可能である。これらは両方とも、異なるシュラウドハウジングキー係合構造を有することができる。

図４に示されるように、シュラウド組立体２２は、シュラウドハウジング５４、コンプライアントピン端子２１、三つ叉コンプライアントピン接地端子２３及びピン位置合せ板５６を有することができる。ハウジング５４は、プラスチック等の絶縁体や他のそのような材料で作ることもでき、また、射出成形等の任意の既知の製造技術を用いて作ることもできる。ハウジング５４は、シュラウド組立体２２の嵌合側６２に位置決めされ、スカート面５５で終わるスカート６０を有することができる。コンプライアントピン端子２１が貫通するコア６４は、シュラウド組立体２２のＰＣＢ側６６に位置決めされる。舌状部６８が、スカート６０によって画定された空洞内の中心に位置し、舌状部６８を２個の部分に分離するスロット７０を有することができる。チャネル又は溝７２がコア６４を取囲んでいる。図５に示されるように、チャネル７２は、シュラウド組立体２２をダイキャストハウジング１２に取付けるために、ハウジングベイ１６のリブ３４と所定量の接着剤７４を収容することができる。図に示される他のシュラウド組立体２０及び２４も同じように取付けることができる。

スカート６０の向い合った２枚の壁７６、７８（図６）はそれぞれ、嵌合位置合せ舌状部６８と平行に延在し、図６に示されるように、スカート６０の角に隣接した２本の幅広のポスト８０、８２と、２本の該幅広のポスト８０、８２の間の２本の幅狭のポスト８４、８６とを有する。結合位置合せ舌状部６８は、シュラウド組立体２２と相補的コネクタとを適切に位置合せするのを支援して、コンプライアントピン端子２１の破損を防ぐ。幅広のポスト８０、８２はそれぞれノブ８８を有することができ、幅狭のポスト８４、８６はそれぞれ、スカート６０から直角にシュラウド組立体２２の外方に延出するボタン９０を有することができる。レッジ９２は、スカート６０から直角にシュラウド組立体２２の外方に延出し、ポスト８０、８２、８４、８６の基部で中断している他はスカート６０を取囲む。結合コネクタ（図示せず）は、シュラウド組立体２２の嵌合側６２と干渉式にロックする相補的構造を有し、干渉式ロックによって防水接続となることが好ましい。

図７に示したシュラウドハウジング５４のＰＣＢ側６６のコア６４は、隆起プラットフォーム９４を有することができる。隆起プラットフォーム９４は、チャネル１００によって分離された２個のピンブロック９６、９８を備えることができる。各ピンブロック９６、９８は、コンプライアントピン２１を収容するように２列に配置された複数のピン通路又は開口１１０を有することができる。コンプライアント接地ピンのタイプによって、１個以上のもっと大きいピン開口が必要な場合もある。チャネル１００を形成する内側壁１０２、１０４は、該内側壁１０２、１０４と反対側の外側壁１０６、１０８と同様に平坦（たん）ではなく、波状又は起伏状とすることができる。これらの波状面によって、弾性シール材がダイキャストハウジングベイのＰＣＢ側に塗布された場合の気泡形成が減少する。弾性シール材の加熱又は硬化プロセス中は、たとえ小さな空気ポケットでも膨張する可能性があるので、空気閉込めの減少は有利である。また、図７に示されるように、個々の波状面の頂部が、ピン開口１１０と位置合せされ、ピン開口位置において側壁を強化することができる。

図５に示されるように、弾性シール材１１２を使って、ベイ１６のＰＣＢ側２８の充填（てん）領域を、ピン位置合せ板５６のすぐ下まで充填する。その結果、シュラウド組立体の一方の側がＰＣＢに接続され、かつ、相補的コネクタがシュラウド組立体の他方の側に接続された後で露出してしまう端子２１の面を覆うことができる。シール材１１２は、典型的には、熱硬化等の硬化後に必要な組立特性を提供する任意の重合体又は重合体系とすることができる。そのような重合体又は重合体系は、制御モジュールが曝（さら）される環境によって、振動、温度変化及び水分に耐えなければならない。典型的なシール材は、シリコーン重合体であるが、ウレタン系、エポキシ又はプラスチック重合体等の他の重合体も使用することができる。シール材１１２は、ピン開口１１０と、ダイキャストハウジング１２とシュラウド組立体２２との間のギャップ１１４を封止し、また、接着剤７４を補強し及び／又は保護することができる。

図８、９及び１０に、コンプライアントピン端子２１の一実施形態を示す。コンプライアントピン端子は導電性材料で形成され、コンプライアントピン端子は、任意のサイズや形状（直線や直角等の）を有することができるが、共通の特徴は、コンプライアントピン先端１１６である。該先端１１６は、図５に示したＰＣＢ１２６の開口１２４に先端１１６を挿入することができるように、洋梨形又は槍（やり）形の本体部１２０が半径方向に収縮することを可能にする中央の細長い開口１１８を有する。開口１２４は、ＰＣＢ１２６の厚さ全体を貫通する。先端１１６の反対側は嵌合バー１２８である。図８〜１０に示したコンプライアントピンの実施形態では、嵌合バーは、各辺が０．６４〔ｍｍ〕の正方形断面を有する。嵌合バー１２８は、相補的コネクタと電気接触し、先細りの接点端１２２を有することができる。先端１１６とバー１２８との間にシャフト１３０が延在する。嵌合バー１２８とシャフト１３０との境界に押肩部１３２がある。シャフト１３０は、先端１１６との境界においてのど部１３４を形成するために内向きのテーパを有することができる。さらに、シャフト１３０には、押肩部１３２の幅がシャフト端１３５の幅より大きくなるように、テーパを設けることができる。

押肩部１３２に隣接してシャフト１３０の基部に１対の基部突起１３６、１３８を備えてもよい。該基部突起１３６、１３８はそれぞれ、シャフト１３０の両側において同じ距離だけ、押肩部１３２でのシャフト１３０の基部の幅より延出することができる。さらに、該シャフト１３０は、シャフト１３０に沿って先端１１６の側に、シャフト１３０の両側において延出する１対の先端突起１４０、１４２を備えることができる。該先端突起１４０、１４２はそれぞれ、シャフト１３０の基部の幅を超えて同じ距離だけ、かつ、基部突起１３６、１３８を超えない距離だけ延出することができる。コンプライアントピン端子２１は、先端１１６からシュラウドハウジング５４の嵌合側６２のピン開口１１０に差込まれるので、先端突起１４０、１４２が最初に内側壁１１３と接触する（図１６に示される）。先端突起は基部突起１３６、１３８ほど大きくシャフト１３０の側面から延出していないので、ピン開口１１０は、基部突起１３６、１３８が内側壁１１３と適切に又は十分に係合しないほど撓（たわ）んで開くことはない。換言すると、先端突起１４０、１４２は基部突起１３６、１３８ほどシャフト１３０の側面から延出していないので、先端突起１４０、１４２と基部突起１３６、１３８との両方が内側壁１１３と十分に係合し、ピン開口１１０内にコンプライアントピン端子２１を確実に保持することができる。

また、シャフト１３０は、２組の離間した保持タブ１４４、１４６、１４８、１５０を含むことができる。各対の保持タブ１４４、１４６、１４８、１５０は、シャフト１３０の両側から先端突起１４０、１４２より小さく、等しい距離だけ延出する。保持タブのサイズと形状は、通常、複数のピンが延出する保持部材からのピン端子の分離によって決定され、一般に、ピンを同時に複数配置するためのそのような保持機構は既知である。

先端１１６に最も近いエッジ１４１、１４３は、対応するエッジ１４５、１４７と鈍角で交わってもよい。このように先端突起１４０、１４２が鈍角なので、より詳しく後で述べるように、先端突起１４０、１４２とピン開口１１０の面取端との間を離間させることができる。この離間により、先端突起１４０、１４２によって剃（そり）取られることにより発生するピン開口１１０の内側壁１１３からのシュラウドハウジング破片を収集する空間を提供する。この空間がない場合、シュラウドハウジング破片が、コンプライアントピン端子２１がピン開口１１０内に完全に収まるのを妨げる。

図８〜１０に示した実施形態では、コンプライアントピン端子２１は、厚さが約０．６４〔ｍｍ〕の黄銅合金シートメタルから打抜かれる。テーパ端１２２の端から先端１１６の端までの長さは、約２５〜約３０〔ｍｍ〕とすることができる。例えば、押肩部１３２の幅は、約１．５〜約２〔ｍｍ〕とすることができ、押肩部１３２から先端１１６の端までの長さは、約１８〜約２０〔ｍｍ〕とすることができる。保持先端突起１４０、１４２は、シャフト１３０との交点から約０．３〔ｍｍ〕延出することができ、基部突起は、シャフトとの交点から約０．４〔ｍｍ〕延出することができる。先端１１６は、錫（すず）めっきされてもよく、バー１２８は金めっきされてもよい。一連のコンプライアントピン２１は、保持タブで結合されたコンプライアントピン２１のストリップとして打抜かれてもよい。ステッチングマシン（図示せず）が、ストリップからコンプライアントピンを剪（せん）断し、該コンプライアントピンをピン開口１１０に挿入することができる。

コンプライアントピン接地端子の一実施形態は、三つ叉構造を有することができる。図１１〜１３に、三つ叉コンプライアントピン接地端子２３を示す。なお、コンプライアントピン端子２１等のコンプライアントピン端子で接地を達成することができる。コンプライアントピン端子２１は、約５アンペアの電流を安全に取扱うことができる。三つ叉コンプライアントピン接地端子２３は、約２４アンペアの電流を安全に取扱うことができる。接地端子２３は、相補的コネクタ（図示せず）と接触する嵌合ブレード１５２を備えることができる。端子ブレード端１５４は、内向きのテーパを付けてもよい。横断部材１５６は、ブレード１５２に対して直角に延在することができる。横断部材１５６のブレード側の面は、押肩部１５７を形成する。

横断部材１５６の中央部分１５８と端部分１６０、１６２から、ブレード１５２と反対方向に、中央シャフト１６４と端シャフト１６６、１６８をそれぞれ延在させることができる。シャフト１６４、１６６、１６８の端には、ＰＣＢ端１７０、１７２、１７４があり、該ＰＣＢ端１７０、１７２、１７４はそれぞれ、洋梨形又は槍形の部分１７６、１７８、１８０と、中心にある細長い開口１８２、１８４、１８６を有する。図１１〜１３に示した横断部材１５６は、２個の丸みが付けられた直角曲げ部１８８、１９０を有する。これらの直角曲げ部１８８、１９０は、横断部材端１６０、１６２、端シャフト１６６、１６８及びＰＣＢ端１７２、１７４が、ブレードの平面とほぼ垂直な対応する平面上に位置し、代表図１３ａに示したようなＵ字形を形成するように、同じ方向に曲げられている。代替として、横断部材端１５８、１６０の一方だけが、ブレード１５２の平面に対して垂直な面で直角に曲げられ、代表図１３ｂに示したようなＬ字形を形成してもよい。Ｌ字形構成は、先端とシャフトと横断部材とが同一の平面に位置する三つ叉端子に比べて、先端及びシャフトでの蓄熱（heat build up ）量を減少することができるが、Ｕ字形構成ほど効率よく蓄熱を減少することができない。

接地端子に流れる電流を減少させる蓄熱は、端子のシャフト間の間隔を大きくすることによって減少する。この概念の実例は、図１３ａに示したＵ字形三つ叉接地端子及び図１３ｂに示したＬ字形三つ叉接地端子の断面図に示されている。長方形「Ｒ」は、接地ピン端子のシャフトの断面を表し、円「Ｃ」は、シャフト「Ｒ」から放射する熱を表わす。交差する円は、蓄熱領域である。図１３ａ及び１３ｂで明らかなように、すべてのシャフト「Ｒ」の間隔は、Ｌ字形よりもＵ字形の方が大きいが、Ｌ字形もＵ字形も両方とも、直線又は線形に並んだシャフト「Ｒ」より大きいシャフト間隔（所定の端子寸法の場合）を提供する。

図１１〜１３に戻って参照すると、中央シャフト１６４は、横断部材１５６の中央部分１５８の近くにある１対の位置合せされた両側の保持突起１９２、１９４を備えることができる。端シャフト１６６、１６８は、保持突起１９２、１９４と同じ位置に保持突起１９６、１９８を有することができ、横断部材端１６０、１６２は、ブレード１５２に最も近い端に保持突起２００、２０２を有することができる。保持突起１９６、１９８、２００、２０２は、同じ向きに延出する。保持突起１９２、１９４、１９６、１９８、２００、２０２は、接地ピン２３を接地ピン開口内に保持するのを支援する。

図１４に示した三つ叉接地ピン２３ａは、ブレード１５２ａが１対の位置合せされた両側の保持タブ２０４、２０６を有することを除くすべての点で三つ叉接地ピン２３と類似している。前述のコンプライアントピン２１と同じように、保持タブ２０４、２０６は、該保持タブ２０４、２０６で結合された接地ピン２３ａの連続ストリップ上に三つ叉接地ピン２３ａを提供することを可能にする。一実施形態では、接地ピン２３、２３ａは、厚さ０．８０〔ｍｍ〕の黄銅合金シートメタルから打抜くことができ、先端１７０、１７２、１７４は、錫めっきすることができる。ブレード１５２は、幅２．８〔ｍｍ〕である。先端１７２、１７４の中心間隔は５．６８〔ｍｍ〕とすることができ、先端１７２、１７４から中心先端１７０までの間隔は２．８４〔ｍｍ〕とすることができる。一実施形態では、接地ピン２３は、テーパ端１５４から先端１７０の端まで測定値で約３０〔ｍｍ〕の長さを有することができる。先端１７２の端から対応する押肩部１５７までの長さは、約１８〜約２０〔ｍｍ〕とすることができ、この長さは、接地ピン２３の他の２本の叉部についても同じでよい。押肩部１５７の幅は約６〔ｍｍ〕とすることができる。保持突起１９２、１９４は、シャフト１６４とのそれぞれの交点から約０．４〜約０．５〔ｍｍ〕延出することができる。保持突起１９６、１９８、２００、２０２は、各シャフト１６６、１６８との対応する交点から約０．４〜約０．５〔ｍｍ〕延出することができる。

ピン開口１１０は、図５に最もよく示されているように、ＰＣＢ側の開口２０８と嵌合側の開口２１０とを有する。嵌合側の開口２１０は、図１５に示されるような「プラス」形又は十字形を有することができる。十字形状の嵌合側の開口２１０を画定する角ブロック２１２は、方形であり、隆起した対角稜線２１４を有することができ、その両側２１６はＰＣＢ側の開口２０８に向って下方に傾斜している。これは、開口２１０でのハウジング上の応力点を減少させるのに役立つ。開口１１０の一横断部材部分２１８は、ＰＣＢ側の開口２０８まで完全に延在することができる。他の直角横断部材部分２２０は、ＰＣＢ側の開口２０８に向って途中まで延在することができる。十字形の結合開口２１０の一利点は、開口１１０を形成するダイツールの一部分又は鋳型のポストに、ピン開口１１０の寸法が小さいことによるダイツールの破損を防ぐのに役立つ構造的支援が追加されることである。横断部材部分２２０がＰＣＢ側の開口２０８に向って途中までしか延在しない利点は、シュラウドハウジング５４の嵌合側６４に多量に漏れる前に図５に示したシール材１１２がギャップから漏れないようにすることができるかギャップを繋（つな）ぐことができることである。

開口１１０の横断部材部分２１８は、図１６に最もよく示されるように、ＰＣＢ側の開口２１０を狭くしてシャフト１３０の幅とぴったり合うように、内方にくびれる、すなわち、面取りされた側面２２２を有することができる。面取りされた側面２２２は、ピン２１をガイドして開口１１０を通すのを支援し、先端突起１４０、１４２とポケット２２４を形成する。開口１１０は、先端突起１４０、１４２の最も出っ張った部分で測ったピン２１の幅よりわずかに小さく、かつ、押肩部１３２を横切って測った基部よりわずかに大きい幅を有する。ピン開口１１０が、先端突起１４０、１４２より狭いので、ピン２１が開口２１０に差込まれるときに削り屑（くず）ができる可能性がある。ポケット２２４は、そのような削り屑を収容することができる。そのような削り屑が収容されない場合、ピン２１がピン開口１１０に適切に収まらなくなる。

図４及び１６は、また、Ｕ字形三つ叉接地ピン２３用の接地ピン開口２２６の一実施形態を示す。図４に示されるように、嵌合側６２の接地ピン開口２２６は、横断部材１５８を収容するためにＵ字形を有することができる。ＰＣＢ側６６には、各シャフト１６４、１６６、１６８を収容する３個の独立したスロット開口がある。保持突起１９２、１９４、１９６、１９８、２００、２０２は、内側壁と係合して、接地ピン２３を接地ピン開口２２６内に固定し位置合せする。

制御モジュール１０の組立工程は、一般に、ダイキャストハウジング１２の鋳造を含む。ダイキャストハウジング１２は、アルミニウムから鋳造されるが、本明細書で記載された他の金属又は合金を使用することができる。図１及び２に示されるように、ダイキャストハウジング１２は、上面が平らになるように機械加工することができるパッド３８を有することができる。各パッド３８の平坦面は、１個以上のシュラウド組立体２０、２２、２４を正確かつ高精度で配置するための安定した支持を提供する。シュラウド組立体２０、２２、２４をダイキャストハウジング１２に対して正確かつ高精度で配置することによって、コンプライアントピン端子２１と（使用される場合）接地端子２３が正確かつ高精度に位置決めされる。コンプライアントピン端子を正確かつ高精度に位置決めしないと、ＰＣＢがピン端子と適切に嵌合しない及び／又はピン端子と完全に電気接触しないことがある。平坦面を得る他に、ＰＣＢ支持レッジ４０と各パッドとの間の垂直距離が測定される。垂直距離のどれかが指定の公差内にない場合は、各パッド３８とＰＣＢ支持レッジ４０との間隔を適切にするようにパッド３８が更に機械加工される。この間隔のばらつきは、モジュールハウジング１２のダイキャスティングにおける固有のばらつきによるものである。

シュラウドハウジング５４は、プラスチックから、射出成形法等の多くの方法で製造することができる。次に、シュラウドハウジング５４は、ステッチング動作に進むことができる。巻取られたコンプライアントピン２１（図示せず）のストリップを当該技術分野で既知のタイプのステッチングマシン（図示せず）に装填することができる。このステッチングマシンは、ストリップからコンプライアントピン２１を単離すなわち分離し、各ピン２１を（先端１１６側から）押肩部１３２を用いて嵌合側の開口２１０に押込む。ステッチングマシンは、各コンプライアントピン２１を設定距離だけ挿入するように設定され、この設定距離は、ピンの最終取付位置の手前とすることができる。追加の接地ピン２３が必要な場合は、同じか又は類似の方式で挿入することができる。

ピン２１と接地ピン２３をそれぞれピン開口１１０と接地ピン開口２２６に挿入したシュラウドハウジング５４が、ネスト（図示せず）上に配置される。該ネストは、ピン２１の押肩部１３２と接地ピン２３の押肩部１５７を支持するために一連のピン支持体（後述する位置合せツール２２８のピン支持タワー２３０等）を具備することができる。ネストは、また、ピン支持体から所定の距離「Ａ」に配置されたシュラウドハウジング支持体を有することができる。この所定の距離「Ａ」は、ピン支持体からシュラウドハウジング支持までの垂直距離である。一実施形態では、所定の距離は約１７．３〔ｍｍ〕である。次に、シュラウドハウジング５４をスカート面５５がシュラウドハウジング支持体と接するまでネストに押付けることができる。これにより、コンプライアントピン２１と接地ピン２３がそれぞれピン開口１１０と接地ピン開口２２６に更に押込まれる。所定の距離「Ａ」は、部分的に完成したシュラウド組立体に再現され、その結果、図１７に示されるように、コンプライアントピンの押肩部１３２と接地ピン肩部１５７が、スカート面５５から所定の距離「Ａ」だけ離間される。

さらに、ネスト上で、ピン位置合せ板５６をコンプライアントピン２１に取付けることができる。ネストは、コンプライアントピン２１及び接地ピン２３がそれぞれ開口１１０及び２２６内の位置から押出されるのを防ぐ。ピン位置合せ板５６は、該ピン位置合せ板５６の開口がピン２１と接地ピン２３の寸法と厳密に一致しているので、摩擦によって所定の箇所に保持される。コンプライアントピン端子と接地ピンは、押肩部によってではなく対応する保持突起によって、対応する通路又は開口内に保持される。同じステップを実行して、追加のシュラウド組立体を作成することができる。次のステップは、ダイキャストハウジングへのシュラウド組立体の取付である。

以下では１個のシュラウド組立体の取付について説明するが、この説明は、ダイキャストハウジングへの複数のシュラウド組立体の取付にも当て嵌（はま）る。

図１８に示した位置合せツール２２８を使って、取付工程でシュラウド組立体２２をダイキャストハウジング１２に対して位置決めすることができる。位置合せツール２２８は、取付けられるシュラウド組立体の数によって、１個以上のピン支持タワー２３０を備えることができる。各ピン支持タワーは、２列のコンプライアントピン２１をその押肩部１３２で支持するのに十分な幅の１列のフィンガ２３２を有することができる。シュラウド組立体２２のシュラウドハウジング５４が、２個のピンブロック９６、９８を備え、各ピンブロック９６、９８が、図７に示されるような２列のピン開口１１０を有するので、２列のフィンガ２３２が提供される。フィンガ２３４は、コンプライアントピン２１の嵌合バー１２８を収容するために離間される。図６に示されるように、１列の開口１１０に２０本のコンプライアントピンがあるので、各ピン２１に１個ずつ２０個の隙（すき）間２３６を提供する２１本のフィンガ２３４を備える。幅広いフィンガ２３９を有する第２列のフィンガ２３８は、図１及び４に部分的に示したシュラウド組立体２２のそれぞれの押肩部１３２、１５７で、１６本のピン２１を２列と１本の三つ叉接地ピン２３を支持するように構成されている。

位置合せツール２２８に含まれるポスト２４０は、フィンガ２３４の上面２４４から所定の距離「Ｂ」に設定された上面２４２を有する。所定の距離「Ｂ」は、フィンガ２３４の上面２４４からポスト２４０の上面２４２までの垂直距離である。一実施形態では、所定の距離「Ｂ」は約１．６１〔ｍｍ〕である。

図５に示されるように、溝７２に接着剤７４が注入される。該接着剤は、シリコーン系接着剤とすることができるが、エポキシ又はセラミックセメント複合体でもよい。シュラウド組立体２２は、支持タワー２３０上に、押肩部１３２がフィンガ２３４の上面２４４と接するように配置される。ダイキャストハウジング１２はシュラウド組立体２２上に配置され、ベイ１６（図２を参照）のリブ３４が溝７２内に位置決めされ、パッド３８がポスト２４０上に位置決めされる。方向決めロッドが、図１に示した空洞２４５と接続され、位置合せツール２２８に対する制御モジュールハウジング１２の向きを決めるのを支援する。ダイキャストハウジング１２は、位置合せツール２２８上に下降され、それにより、シュラウド組立体がベイ１６を通過する。この下降動作は、位置合せツール２２８と接触又は係合してパッド３８がポスト２４０と接触するまで行われる。ダイキャストハウジングは、接着剤が一般に熱処理によって硬化されるので、この位置に保持される。硬化処理が終わり、シュラウド組立体２２がダイキャストハウジング１２に固定されたとき、結果的に所定の距離「Ｂ」が再現され、それにより、図１９に示されるように、押肩部１３２から何れかのパッド３８までの垂直距離も所定の距離「Ｂ」になる。

図１９に示されるように、ピン先端１１６がＰＣＢ１２６に完全に取付けられ適切に電気的に接続されるのを確実にするために、コンプライアントピン２１をダイキャストハウジング１２へ正確かつ高精度に配置する際に、他の三測定値が影響を及ぼすことがある。所定の距離「Ｃ」は、押肩部１３２からコンプライアントピン先端１１６の細長い開口１１８の中心までの垂直距離である。一実施形態では、所定の距離「Ｃ」は、約１６．４〔ｍｍ〕である。所定の距離「Ｄ」は、パッド３８からＰＣＢ支持レッジ４０までの垂直距離である。一実施形態では、所定の距離「Ｄ」は約１４．０〔ｍｍ〕である。所定の距離「Ｅ」は、ＰＣＢ支持レッジ４０からコンプライアントピン先端１１６の細長い開口１８の中心までの垂直距離である。図１９では一律の縮尺で示されていないが、ＰＣＢ１２６の厚さは、所定の距離「Ｅ」の２倍である。一実施形態では、所定の距離 「Ｅ」は、約０．７９〔ｍｍ〕であり、ＰＣＢ厚さは１．５８〔ｍｍ〕である。所定の距離Ａ〜Ｅのどれかが変化すると、他の所定の距離が変化することがある。

１個以上のシュラウド組立体が、制御モジュールハウジングに取付けられると、ＰＣＢを制御モジュールに取付ける準備ができる。ＰＣＢを制御モジュールに取付けるのに必要な力は、モジュール内のコンプライアントピンの総数によって異なる。図１に示した制御モジュール１０等の制御モジュールの場合、コンプライアントピン端子の先端をＰＣＢの孔に押込むために３０００ポンドの圧力が必要であろう。特に、シュラウドハウジングがプラスチックで製造された場合に、シュラウドハウジングの変形とそれにより生じる可能性のある端子の動きを防ぐために、この力がシュラウド組立体に印加されないようにすることが好ましい。シュラウドハウジング内に押肩部と係合する支持体を備えると上記の問題の原因になるので、その代わりに、コンプライアントピン端子と接地端子をそれぞれの押肩部で支持するために位置合せツール２２８と類似のＰＣＢ組立ツールが利用される。

本発明を前述の実施形態を参照して詳細に説明したが、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく更に他の変更及び修正を行うことができる。本発明が本明細書に記載された実施形態によって限定されないことを理解されたい。実際には、本発明の範囲の真の広さは、各請求項の各要素に提供されるすべての均等の範囲を含む添付の特許請求の範囲によって定義される。

Claims (6)

1. 制御モジュールを製造する方法であって、
   反対側にある第１及び第２の側面と、それらの側面を貫通するベイとを備え、第２の側面が少なくとも１個のパッドを含む制御モジュールハウジングを提供するステップと、
   複数の端子を備えるコネクタであって、各端子は、プリント回路基板の孔に挿入するために端子の一方端にあるコンプライアントピン部分と、相補的コネクタの開口に挿入するために端子の他方端にある接触部分と、前記コンプライアントピン部分と接触部分との間の押肩部とを備え、各端子は通路のうちの１個の通路を通って延在し通路に固定されるコネクタを提供するステップと、
   上面を備えるピン支持タワーと、上面を備える少なくとも１本のポストとを含み、これらの上面が互いに所定の距離Ｘだけ垂直方向に離間された位置合せツールを提供するステップと、
   前記位置合せツール上にコネクタを配置し、押肩部が前記ピン支持タワー上に支持されるようにするステップと、
   前記コネクタがベイ内に位置決めされ、少なくとも１個のパッドが少なくとも１本のポストと接触するように制御モジュールハウジングとコネクタとを合体させるステップを含む、コネクタを制御モジュールハウジングに取付けるステップとを有する方法。
2. 制御モジュールハウジングを提供するステップは、さらに、制御モジュールハウジングの第１の側面に厚さを有するプリント回路基板を支持するための支持レッジを備えるように金属又は合金から制御モジュールハウジングをキャスティングし、パッドから支持レッジまでの垂直距離を決定し、支持レッジがパッドから垂直方向に所定の距離Ｙだけ離間されるようにパッドを機械加工するステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. コネクタを提供するステップは、端子を受入れるための複数の通路を有するコネクタハウジングを提供するステップと、
   各端子が、端子の一方端にあるコンプライアントピン部分と、端子の他方端にある接触部分と、コンプライアントピン部分と接触部分との間の押肩部とを有する複数の端子を提供するステップと、
   各端子の押肩部に力を加えて通路に各端子を挿入するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
4. コネクタを提供するステップは、さらに、複数のスロットを備えるピン位置合せ板を提供するステップと、
   各コンプライアントピン部分が複数のスロットのうちの１個を貫通するようにピン位置合せ板を端子上に着けるステップとを含む、請求項２に記載の方法。
5. コネクタを制御モジュールハウジングに取付けるステップは、さらに、第２の側面にリブを備える制御モジュールハウジングと、コネクタのプリント回路基板側に向って延在するコア及び該コアを取囲む溝を備えるコネクタハウジングとを提供し、溝に接着剤を加えるステップと、
   制御モジュールハウジングとコネクタとを合体させてリブを溝に嵌合するステップと、
   接着剤を硬化させるステップとを含む、請求項１に記載の方法。
6. 制御モジュールを製造する方法は、さらに、ベイとコネクタハウジングのプリント回路基板側とによって画定された溢れ充填領域に弾性シール材を加え、該弾性シール材を硬化させるステップを含む、請求項１に記載の方法。

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